¿Es esencial la teoría de los agujeros negros para la comprensión actual del universo?

Depende…

Si por “comprensión del Universo” te refieres a la dinámica del Universo en su conjunto (expansión, inflación, geometría, etc.), entonces la teoría subyacente, la Relatividad General y la mecánica cuántica relevante, es exactamente la misma tanto para los agujeros negros como para los Universo.

Nuestra futura comprensión de ambos parece requerir una teoría cuántica de la gravedad que no existe en este momento.

Aprende primero la física subyacente, y luego agudiza tu comprensión aplicándola a los agujeros negros, y luego estarás en una buena posición para comprender los modelos cosmológicos.

Podrías desarrollar una comprensión profunda de los agujeros negros, pero si te refieres a la “comprensión actual del universo” en general, entonces tu conocimiento de los agujeros negros será de ayuda limitada para comprender otros aspectos del universo, como el plegamiento de proteínas y la física de la materia condensada. .

La teoría de los agujeros negros es lo que obtienes cuando tomas la teoría física actual hasta el final. No fue algo que se propusieron construir, sino el resultado final inevitable de aprovechar al máximo las teorías cosmológicas y de la física de la relatividad.

Yo diría que no”. Hay un agujero negro en el centro de nuestra galaxia o algún objeto más grande y muy denso (pero no necesariamente negro). Si es un agujero negro, sería más pequeño que el objeto equivalente, menos denso.

Por ejemplo, cualquier objeto puede considerarse como un agujero negro cuando se consideran sus efectos gravitacionales más allá de su superficie. Por encima de la superficie de la Tierra, no importa si la Tierra es un maní “negro” de 9 mm de diámetro, o la Tierra de tamaño completo, menos densa, los efectos gravitacionales son los mismos.

Entonces, la respuesta es que podemos permitirnos estar equivocados acerca de los agujeros negros y no afectaría al resto del universo tal como lo entendemos.

Nuestras interpretaciones científicas actuales del Universo se expresan esencialmente en El Modelo Estándar (ver: Modelo Estándar) y La Teoría General de la Relatividad (ver: Relatividad General). Los agujeros negros y sus singularidades están predichos por la Teoría General de la Relatividad. El modelo estándar describe lo que sucede alrededor del horizonte de eventos de los agujeros negros, principalmente radiación de Hawking (ver: radiación de Hawking).

Por lo que puedo decir, son importantes porque ahí es donde se rompe la comprensión actual. Por lo tanto, los agujeros negros son la frontera de la física y el centro del progreso del campo, entre muchos otros temas, por supuesto.

A menudo aprendemos más en ciencia cuando intentamos “romper” nuestras propias teorías. A menudo encontramos nuevas preguntas y, a veces, nuevas respuestas cuando examinamos las áreas donde nuestra comprensión es más débil. Los agujeros negros son algunos de los objetos más misteriosos del universo.

Creo que la teoría esencial de los agujeros negros es incompleta. Somos conscientes de cómo la materia y la luz se mueven a distancia de los agujeros negros, y esos efectos están bastante bien modelados y observados. Pero en cuanto a lo que sucede cerca o debajo del horizonte de eventos de un agujero negro, es principalmente una cuestión de conjeturas y aproximaciones educadas.

El principio de equivalencia dice que la aceleración es equivalente a la gravedad. Y lo han modelado matemáticamente, y parece funcionar en todos los casos que podemos observar, por lo que decimos que es un principio general. Pero, ¿sabemos realmente que no es solo una aproximación que se rompe en regiones de gravedad increíblemente intensa? ¿Alguien realmente ha visto los efectos de un agujero negro lo suficientemente bien como para decirlo con certeza?

Ahora, cuando haces ciencia, vas a unir dos ideas y decir: “¿Cuál de estas es la verdad? ¿Puedo descartar una de estas ideas debido a las observaciones y la lógica?” A menudo, sí puedes. Pero en el caso de los agujeros negros, no creo que hayan sostenido todas las hipótesis posibles y las hayan reducido a una sola teoría, todavía.

Sí, es porque nuestra imagen del Big Bang es una consecuencia de la teoría de los agujeros negros. La idea de una singularidad del big bang se demostró utilizando los teoremas desarrollados por Roger Penrose que trataban sobre los agujeros negros.